JP3505643B2 - 窒化ガリウム系半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系半導体発光素子Info
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- JP3505643B2 JP3505643B2 JP2000118135A JP2000118135A JP3505643B2 JP 3505643 B2 JP3505643 B2 JP 3505643B2 JP 2000118135 A JP2000118135 A JP 2000118135A JP 2000118135 A JP2000118135 A JP 2000118135A JP 3505643 B2 JP3505643 B2 JP 3505643B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード、
レーザーダイオード等に利用される窒化ガリウム系半導
体発光素子に関する。
レーザーダイオード等に利用される窒化ガリウム系半導
体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化ガリウム系半導体発光素子（ＧａＮ
系半導体発光素子）は、かねてから困難であった青色発
光を実現して発光ダイオード素子に用いられるものであ
る。この種の窒化ガリウム系半導体発光素子では、絶縁
性基板であるサファイア基板の上に形成されることが多
く、ボンディングワイヤが接続される金属電極の一部
は、ＰＮ接合からなる発光部分の上部に形成されてい
る。
系半導体発光素子）は、かねてから困難であった青色発
光を実現して発光ダイオード素子に用いられるものであ
る。この種の窒化ガリウム系半導体発光素子では、絶縁
性基板であるサファイア基板の上に形成されることが多
く、ボンディングワイヤが接続される金属電極の一部
は、ＰＮ接合からなる発光部分の上部に形成されてい
る。
【０００３】すなわち、図４に示すように、窒化ガリウ
ム系半導体発光素子Ｅの基本構成は以下の通りである。
すなわち、サファイア基板９００Ｅの上には、低温Ｇａ
Ｎバッファ層９１０Ｅが形成されている。この低温Ｇａ
Ｎバッファ層９１０Ｅの上には、Ｎ型ＧａＮ層９１５Ｅ
とＩｎＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ）からなる活性層
９２０Ｅが形成されている。この活性層９２０Ｅの上に
は、Ｐ型ＡｌＧａＮからなるキャップ層９３０Ｅが形成
されている。このキャップ層９３０Ｅの上には、Ｐ型Ｇ
ａＮ層９４０Ｅが形成されている。さらに、Ｐ型ＧａＮ
層９４０Ｅの上には、Ｎｉ／Ａｕからなる半透明補助電
極９５０Ｅが形成されている。このＮｉ／Ａｕからなる
半透明補助電極９５０Ｅの上の一部には、Ｎｉ／Ａｕか
らなるＰ型電極９６０Ｅが形成されている。また、Ｎ型
電極９７０Ｅは、露出された活性層９２０Ｅの上に形成
されている。
ム系半導体発光素子Ｅの基本構成は以下の通りである。
すなわち、サファイア基板９００Ｅの上には、低温Ｇａ
Ｎバッファ層９１０Ｅが形成されている。この低温Ｇａ
Ｎバッファ層９１０Ｅの上には、Ｎ型ＧａＮ層９１５Ｅ
とＩｎＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ）からなる活性層
９２０Ｅが形成されている。この活性層９２０Ｅの上に
は、Ｐ型ＡｌＧａＮからなるキャップ層９３０Ｅが形成
されている。このキャップ層９３０Ｅの上には、Ｐ型Ｇ
ａＮ層９４０Ｅが形成されている。さらに、Ｐ型ＧａＮ
層９４０Ｅの上には、Ｎｉ／Ａｕからなる半透明補助電
極９５０Ｅが形成されている。このＮｉ／Ａｕからなる
半透明補助電極９５０Ｅの上の一部には、Ｎｉ／Ａｕか
らなるＰ型電極９６０Ｅが形成されている。また、Ｎ型
電極９７０Ｅは、露出された活性層９２０Ｅの上に形成
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た窒化ガリウム系半導体発光素子Ｅには次のような問題
点がある。まず、Ｐ型電極９６０Ｅの下に電流が流れて
発光する部分があるため、検査工程時におけるプローブ
のＰ型電極９６０Ｅへの接触、ワイヤボンディング時の
キャピラリによるＰ型電極９６０Ｅへの過度の力等によ
り、下側の活性層９２０Ｅにダメージを与えることがあ
る。この活性層９２０Ｅへのダメージは、発光強度の低
下やリーク電流の増大という問題を引き起こす。
た窒化ガリウム系半導体発光素子Ｅには次のような問題
点がある。まず、Ｐ型電極９６０Ｅの下に電流が流れて
発光する部分があるため、検査工程時におけるプローブ
のＰ型電極９６０Ｅへの接触、ワイヤボンディング時の
キャピラリによるＰ型電極９６０Ｅへの過度の力等によ
り、下側の活性層９２０Ｅにダメージを与えることがあ
る。この活性層９２０Ｅへのダメージは、発光強度の低
下やリーク電流の増大という問題を引き起こす。
【０００５】
【０００６】
【０００７】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、発光強度の低下やリーク電流の増大という問
題を引き起こす活性層へのダメージが少なく、活性層の
成膜時のクラックを防止し、ウエハ（サファイア基板）
全体の反りな極力少なくすることで、より均一な特性の
窒化ガリウム系半導体発光素子とすることを目的として
いる。
であって、発光強度の低下やリーク電流の増大という問
題を引き起こす活性層へのダメージが少なく、活性層の
成膜時のクラックを防止し、ウエハ（サファイア基板）
全体の反りな極力少なくすることで、より均一な特性の
窒化ガリウム系半導体発光素子とすることを目的として
いる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る窒化ガリウ
ム系半導体発光素子は、絶縁基板上に形成されたＰＮ接
合を有する窒化ガリウム系半導体発光素子であって、ワ
イヤボンディング用金属電極の下方のＰＮ接合は、発光
に寄与するＰＮ接合とは電気的に分離されている。
ム系半導体発光素子は、絶縁基板上に形成されたＰＮ接
合を有する窒化ガリウム系半導体発光素子であって、ワ
イヤボンディング用金属電極の下方のＰＮ接合は、発光
に寄与するＰＮ接合とは電気的に分離されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面であって、
同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
概略的Ｉ−Ｉ線端面図、図２は本発明の第２の実施の形
態に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面であっ
て、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）の概略的II−II線端面図、図３は本発明の第３の
実施の形態に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面
であって、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同
図（Ａ）の概略的III −III 線端面図である。
に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面であって、
同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
概略的Ｉ−Ｉ線端面図、図２は本発明の第２の実施の形
態に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面であっ
て、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）の概略的II−II線端面図、図３は本発明の第３の
実施の形態に係る窒化ガリウム系半導体発光素子の図面
であって、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同
図（Ａ）の概略的III −III 線端面図である。
【００１０】本発明の第１の実施の形態に係る窒化ガリ
ウム系半導体発光素子Ａは、以下のような製造工程で製
造される。
ウム系半導体発光素子Ａは、以下のような製造工程で製
造される。
【００１１】まず、サファイア基板１００にサーマルク
リーニングを施す。すなわち、減圧ＭＯＣＶＤ装置（減
圧気相成長装置）内で水素を供給しながら、サファイア
基板１００を１０５０℃に加熱することでクリーニング
するのである。
リーニングを施す。すなわち、減圧ＭＯＣＶＤ装置（減
圧気相成長装置）内で水素を供給しながら、サファイア
基板１００を１０５０℃に加熱することでクリーニング
するのである。
【００１２】次に、サファイア基板１００の温度を５１
０℃にまで低下させ、窒素、水素をキャリアガスとして
アンモニア、トリメチルアルミニウムを供給してサファ
イア基板１００の表面に低温ＡｌＮバッファ層２００を
形成する。このＡｌＮバッファ層２００は約２００Åで
ある。
０℃にまで低下させ、窒素、水素をキャリアガスとして
アンモニア、トリメチルアルミニウムを供給してサファ
イア基板１００の表面に低温ＡｌＮバッファ層２００を
形成する。このＡｌＮバッファ層２００は約２００Åで
ある。
【００１３】次に、サファイア基板１００の温度を１０
００℃に上昇させて、前記キャリアガスを用いてアンモ
ニア、トリメチルガリウムを流す。この時、同時にＮ型
不純物としてのシリコンを用いてＮ型ＧａＮ半導体層と
してのＳｉドープＧａＮ半導体層３００を約１．２μｍ
成長させる。
００℃に上昇させて、前記キャリアガスを用いてアンモ
ニア、トリメチルガリウムを流す。この時、同時にＮ型
不純物としてのシリコンを用いてＮ型ＧａＮ半導体層と
してのＳｉドープＧａＮ半導体層３００を約１．２μｍ
成長させる。
【００１４】次に、サファイア基板１００の温度を約７
３０℃に下降させ、トリメチルインジウムを断続的に流
しつつ、Ｎ型ＧａＮとＮ型ＩｎＧａＮの多重量子井戸
（ＭＱＷ）からなる活性層４００をＳｉドープＧａＮ層
３００の上に約４００Å成長させる。
３０℃に下降させ、トリメチルインジウムを断続的に流
しつつ、Ｎ型ＧａＮとＮ型ＩｎＧａＮの多重量子井戸
（ＭＱＷ）からなる活性層４００をＳｉドープＧａＮ層
３００の上に約４００Å成長させる。
【００１５】さらに、サファイア基板１００の温度を８
５０℃に上昇させ、マグネシウムをドーピングしないＡ
ｌＧａＮ半導体層であるキャップ層５００を前記活性層
４００の上に成長させる。このキャップ層５００は約２
００Åの厚さである。
５０℃に上昇させ、マグネシウムをドーピングしないＡ
ｌＧａＮ半導体層であるキャップ層５００を前記活性層
４００の上に成長させる。このキャップ層５００は約２
００Åの厚さである。
【００１６】次に、キャリアガスに不純物としてマグネ
シウムを加え、Ｐ型ＧａＮ半導体層としてのＭｇドープ
ＧａＮ半導体層６００を約０．２μｍ成長させる。
シウムを加え、Ｐ型ＧａＮ半導体層としてのＭｇドープ
ＧａＮ半導体層６００を約０．２μｍ成長させる。
【００１７】次に、サファイア基板１００の温度を８０
０℃にし、減圧ＭＯＣＶＤ装置内の圧力を６６５０Ｐａ
（５０ｔｏｒｒ）とする。これと同時に、アンモニア等
の水素を含む混合ガスの雰囲気から、速やかに減圧ＭＯ
ＣＶＤ装置内の雰囲気を不活性ガスである窒素ガスに切
り替える。
０℃にし、減圧ＭＯＣＶＤ装置内の圧力を６６５０Ｐａ
（５０ｔｏｒｒ）とする。これと同時に、アンモニア等
の水素を含む混合ガスの雰囲気から、速やかに減圧ＭＯ
ＣＶＤ装置内の雰囲気を不活性ガスである窒素ガスに切
り替える。
【００１８】そして、キャリアガスとして窒素ガスを用
い、トリメチルジンクを流して、膜厚が数十ÅのＺｎ膜
７００を形成する。そして、このままの状態、すなわち
窒素雰囲気下でサファイア基板１００の温度を約１００
℃以下にまで低下させる。
い、トリメチルジンクを流して、膜厚が数十ÅのＺｎ膜
７００を形成する。そして、このままの状態、すなわち
窒素雰囲気下でサファイア基板１００の温度を約１００
℃以下にまで低下させる。
【００１９】次に、Ｚｎ膜７００の上にフォトレジスト
でパターンを形成する。このフォトレジストは、Ｐ型の
ワイヤボンディング用金属電極９２０が形成されるべき
部分と、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０が
形成されるべき略中央部の円形とに塗布する。
でパターンを形成する。このフォトレジストは、Ｐ型の
ワイヤボンディング用金属電極９２０が形成されるべき
部分と、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０が
形成されるべき略中央部の円形とに塗布する。
【００２０】このフォトレジストをマスクとして、電流
拡散膜８００となるＩＴＯ膜を形成する。このＩＴＯ膜
は、ＳｎＯ2 が１０％のものであり、２層構造になって
いる。すなわち厚さが０．０５μｍ程度の第１のＩＴＯ
膜を真空蒸着で形成し、次にスパッタ装置で厚さが０．
５μｍ程度の第２のＩＴＯ膜を形成するのである。さら
に、前記フォトレジストを剥離した後、全体を３００℃
で約１０分間過熱し、２層構造のＩＴＯ膜を結晶化させ
て透明性を向上させる。
拡散膜８００となるＩＴＯ膜を形成する。このＩＴＯ膜
は、ＳｎＯ2 が１０％のものであり、２層構造になって
いる。すなわち厚さが０．０５μｍ程度の第１のＩＴＯ
膜を真空蒸着で形成し、次にスパッタ装置で厚さが０．
５μｍ程度の第２のＩＴＯ膜を形成するのである。さら
に、前記フォトレジストを剥離した後、全体を３００℃
で約１０分間過熱し、２層構造のＩＴＯ膜を結晶化させ
て透明性を向上させる。
【００２１】次に、前記電流拡散膜８００であるＩＴＯ
膜をマスクとして、ドライエッチングでＮ型ＧａＮ半導
体層としてのＳｉドープＧａＮ半導体層３００の一部を
露出させる。すなわち、ＩＴＯ膜が形成されていない部
分である前記略中央部の円形の部分とにドライエッチン
グを施してＳｉドープＧａＮ半導体層３００を露出させ
るのである。また、逆Ｌ型の部分ではエッチングを行っ
てサファイア基板１００を露出させる。サファイア基板
１００が露出している逆Ｌ型の部分にポリイミド樹脂１
０００を充填する。このサファイア基板１００の露出と
ポリイミド樹脂１００の充填とによって、Ｐ型のワイヤ
ボンディング用金属電極９２０が形成される部分と、Ｎ
型のワイヤボンディング用金属電極９１０が形成される
部分とが電気的に分離された。
膜をマスクとして、ドライエッチングでＮ型ＧａＮ半導
体層としてのＳｉドープＧａＮ半導体層３００の一部を
露出させる。すなわち、ＩＴＯ膜が形成されていない部
分である前記略中央部の円形の部分とにドライエッチン
グを施してＳｉドープＧａＮ半導体層３００を露出させ
るのである。また、逆Ｌ型の部分ではエッチングを行っ
てサファイア基板１００を露出させる。サファイア基板
１００が露出している逆Ｌ型の部分にポリイミド樹脂１
０００を充填する。このサファイア基板１００の露出と
ポリイミド樹脂１００の充填とによって、Ｐ型のワイヤ
ボンディング用金属電極９２０が形成される部分と、Ｎ
型のワイヤボンディング用金属電極９１０が形成される
部分とが電気的に分離された。
【００２２】そして、Ｎ型のワイヤボンディング用金属
電極９１０及びＰ型のワイヤボンディング用金属電極９
２０を形成する。この両電極９１０、９２０は、Ｔｉ／
Ａｕ薄膜を約５００Å／５０００Å程度蒸着したもので
ある。また、前記Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９２０からは、Ｐ型のワイヤボンディング用金属電極９
１０を取り囲むような補助電極９２１が延出されてい
る。この補助電極９２１は、Ｎ型のワイヤボンディング
用金属電極９２０と同様にＴｉ／Ａｕ薄膜から構成され
ている。この補助電極９２１は、図１に示すように、窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａの表面である電流拡散層
８００の縁部に、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０を取り囲むように形成されている。このような補
助電極９２１を設けた窒化ガリウム系半導体発光素子Ａ
は電流がより均一に流れるため、発光強度が向上する。
電極９１０及びＰ型のワイヤボンディング用金属電極９
２０を形成する。この両電極９１０、９２０は、Ｔｉ／
Ａｕ薄膜を約５００Å／５０００Å程度蒸着したもので
ある。また、前記Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９２０からは、Ｐ型のワイヤボンディング用金属電極９
１０を取り囲むような補助電極９２１が延出されてい
る。この補助電極９２１は、Ｎ型のワイヤボンディング
用金属電極９２０と同様にＴｉ／Ａｕ薄膜から構成され
ている。この補助電極９２１は、図１に示すように、窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａの表面である電流拡散層
８００の縁部に、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０を取り囲むように形成されている。このような補
助電極９２１を設けた窒化ガリウム系半導体発光素子Ａ
は電流がより均一に流れるため、発光強度が向上する。
【００２３】ボンディングワイヤは、Ｎ型のワイヤボン
ディング用金属電極９１０及びＰ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９２０に取り付けられるが、ワイヤボンデ
ィング時に接触するキャピラリによって過度の力が加え
られたとしても、両電極９１０、９２０の下方には発光
に寄与する活性層４００がないため、発光強度低下等の
問題は生じない。すなわち、Ｎ型のワイヤボンディング
用金属電極９１０は、Ｎ型ＧａＮ半導体層としてのＳｉ
ドープＧａＮ半導体層３００に直接形成されており、活
性層４００がないため、また、Ｐ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９２０の下方にある活性層４００はポリイ
ミド樹脂１０００によって発光に寄与する部分と完全に
電気的に分離されているため、発光強度低下等の問題は
生じないのである。また、電気的特性の測定時における
プローブの両電極９１０、９２０への接触に対しても同
様のことがいえる。
ディング用金属電極９１０及びＰ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９２０に取り付けられるが、ワイヤボンデ
ィング時に接触するキャピラリによって過度の力が加え
られたとしても、両電極９１０、９２０の下方には発光
に寄与する活性層４００がないため、発光強度低下等の
問題は生じない。すなわち、Ｎ型のワイヤボンディング
用金属電極９１０は、Ｎ型ＧａＮ半導体層としてのＳｉ
ドープＧａＮ半導体層３００に直接形成されており、活
性層４００がないため、また、Ｐ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９２０の下方にある活性層４００はポリイ
ミド樹脂１０００によって発光に寄与する部分と完全に
電気的に分離されているため、発光強度低下等の問題は
生じないのである。また、電気的特性の測定時における
プローブの両電極９１０、９２０への接触に対しても同
様のことがいえる。
【００２４】このように製造された窒化ガリウム系半導
体発光素子Ａは、膜厚が１．５μｍと従来のものと比べ
て格段に薄いにもかかわらず、動作電圧は０．３Ｖ程度
低くなっていた。
体発光素子Ａは、膜厚が１．５μｍと従来のものと比べ
て格段に薄いにもかかわらず、動作電圧は０．３Ｖ程度
低くなっていた。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態に係る窒
化ガリウム系半導体発光素子Ｂについて、図２を参照し
つつ説明する。この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｂ
は、サファイア基板１００の上に順次、低温ＡｌＮバッ
ファ層２００、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００（Ｎ型
ＧａＮ層）、活性層４００、キャップ層５００、Ｍｇド
ープＧａＮ層６００、Ｚｎ層７００及び電流拡散層８０
０を積層する構成であり、その製造手順は、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同様である。
化ガリウム系半導体発光素子Ｂについて、図２を参照し
つつ説明する。この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｂ
は、サファイア基板１００の上に順次、低温ＡｌＮバッ
ファ層２００、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００（Ｎ型
ＧａＮ層）、活性層４００、キャップ層５００、Ｍｇド
ープＧａＮ層６００、Ｚｎ層７００及び電流拡散層８０
０を積層する構成であり、その製造手順は、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同様である。
【００２６】この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｂが窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと相違する点は、Ｎ型Ｇ
ａＮ層としてのＳｉドープＧａＮ半導体層３００の膜厚
を約１．０μｍと０．２μｍ薄くした点と、Ｍｇドープ
ＧａＮ層６００の膜厚を３００Åとした点である。この
ため、ＧａＮ系半導体層の膜厚が１．１１μｍと従来の
約１／４の厚さになった。
化ガリウム系半導体発光素子Ａと相違する点は、Ｎ型Ｇ
ａＮ層としてのＳｉドープＧａＮ半導体層３００の膜厚
を約１．０μｍと０．２μｍ薄くした点と、Ｍｇドープ
ＧａＮ層６００の膜厚を３００Åとした点である。この
ため、ＧａＮ系半導体層の膜厚が１．１１μｍと従来の
約１／４の厚さになった。
【００２７】また、この窒化ガリウム系半導体発光素子
Ｂでは、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０
を、図２に示すように、ボンディングワイヤが接続され
る中央部の大円部９１１と、この大円部９１１から放射
状に延設された３つの小円部９１２と、これらを接続す
る３本の腕部９１３とから構成した点に特徴がある。ま
た、前記大円部９１１と腕部９１３との下方にはポリイ
ミド樹脂９５１を膜として形成してある。このポリイミ
ド樹脂９５１は、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０の絶縁のためである。
Ｂでは、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０
を、図２に示すように、ボンディングワイヤが接続され
る中央部の大円部９１１と、この大円部９１１から放射
状に延設された３つの小円部９１２と、これらを接続す
る３本の腕部９１３とから構成した点に特徴がある。ま
た、前記大円部９１１と腕部９１３との下方にはポリイ
ミド樹脂９５１を膜として形成してある。このポリイミ
ド樹脂９５１は、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０の絶縁のためである。
【００２８】なお、Ｐ型のワイヤボンディング用金属電
極９２０と、このＰ型のワイヤボンディング用金属電極
９２０から延設された補助電極９２１とは、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同一である。
極９２０と、このＰ型のワイヤボンディング用金属電極
９２０から延設された補助電極９２１とは、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同一である。
【００２９】このような補助電極９２１と、前記Ｎ型の
ワイヤボンディング用金属電極９１０とを設けた窒化ガ
リウム系半導体発光素子Ｂは電流がより均一に流れるた
め、発光強度が向上する。
ワイヤボンディング用金属電極９１０とを設けた窒化ガ
リウム系半導体発光素子Ｂは電流がより均一に流れるた
め、発光強度が向上する。
【００３０】次に、本発明の第３の実施の形態に係る窒
化ガリウム系半導体発光素子Ｃについて、図３を参照し
つつ説明する。この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｃ
は、サファイア基板１００の上に順次、低温ＡｌＮバッ
ファ層２００、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００（Ｎ型
ＧａＮ層）、活性層４００、キャップ層５００、Ｍｇド
ープＧａＮ層６００、Ｚｎ層７００及び電流拡散層８０
０を積層して構成であり、その製造手順は、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同様である。
化ガリウム系半導体発光素子Ｃについて、図３を参照し
つつ説明する。この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｃ
は、サファイア基板１００の上に順次、低温ＡｌＮバッ
ファ層２００、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００（Ｎ型
ＧａＮ層）、活性層４００、キャップ層５００、Ｍｇド
ープＧａＮ層６００、Ｚｎ層７００及び電流拡散層８０
０を積層して構成であり、その製造手順は、上述した窒
化ガリウム系半導体発光素子Ａと同様である。
【００３１】この窒化ガリウム系半導体発光素子Ｃで
は、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０及びＰ
型のワイヤボンディング用金属電極９２０からそれぞれ
櫛歯状の補助電極９１２、９２２を延設した点に特徴が
ある。すなわち、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０は、ボンディングワイヤが接続される略円形の円
形部９１１と、この円形部９１１から延出される二股状
の補助電極９１２とを有している。一方、Ｐ型のワイヤ
ボンディング用金属電極９２０は、ボンディングワイヤ
が接続される略半円形の半円形部９２１と、この半円形
部９２１から延出される略Ｌ字形状の補助電極９２２と
を有している。このＰ型のワイヤボンディング用金属電
極９２０の補助電極９２２は、Ｎ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９１０の二股状の補助電極９１２に挟まれ
る位置に形成されている。
は、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極９１０及びＰ
型のワイヤボンディング用金属電極９２０からそれぞれ
櫛歯状の補助電極９１２、９２２を延設した点に特徴が
ある。すなわち、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９１０は、ボンディングワイヤが接続される略円形の円
形部９１１と、この円形部９１１から延出される二股状
の補助電極９１２とを有している。一方、Ｐ型のワイヤ
ボンディング用金属電極９２０は、ボンディングワイヤ
が接続される略半円形の半円形部９２１と、この半円形
部９２１から延出される略Ｌ字形状の補助電極９２２と
を有している。このＰ型のワイヤボンディング用金属電
極９２０の補助電極９２２は、Ｎ型のワイヤボンディン
グ用金属電極９１０の二股状の補助電極９１２に挟まれ
る位置に形成されている。
【００３２】このような補助電極９２１と、前記Ｎ型の
ワイヤボンディング用金属電極９１０とを設けた窒化ガ
リウム系半導体発光素子Ｃは電流がより均一に流れるた
め、発光強度が向上する。
ワイヤボンディング用金属電極９１０とを設けた窒化ガ
リウム系半導体発光素子Ｃは電流がより均一に流れるた
め、発光強度が向上する。
【００３３】なお、上述した第１〜第３の実施の形態で
は、Ｐ形のワイヤボンディング用金属電極９２０の下に
は、ＧａＮ系半導体層である低温ＡｌＮバッファ層２０
０、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００、活性層４００、
キャップ層５００、ＭｇドープＧａＮ層６００、Ｚｎ層
７００、電流拡散層８００を残しているが、特に必要で
はないので、その一部又は全部をエッチングで除去して
もよい。
は、Ｐ形のワイヤボンディング用金属電極９２０の下に
は、ＧａＮ系半導体層である低温ＡｌＮバッファ層２０
０、ＳｉドープＧａＮ半導体層３００、活性層４００、
キャップ層５００、ＭｇドープＧａＮ層６００、Ｚｎ層
７００、電流拡散層８００を残しているが、特に必要で
はないので、その一部又は全部をエッチングで除去して
もよい。
【００３４】本発明に係る窒化ガリウム系半導体発光素
子は、絶縁基板上に形成されたＰＮ接合を有する窒化ガ
リウム系半導体発光素子において、ワイヤボンディング
用金属電極の下方のＰＮ接合は、発光に寄与するＰＮ接
合とは電気的に分離されている。
子は、絶縁基板上に形成されたＰＮ接合を有する窒化ガ
リウム系半導体発光素子において、ワイヤボンディング
用金属電極の下方のＰＮ接合は、発光に寄与するＰＮ接
合とは電気的に分離されている。
【００３５】このため、この窒化ガリウム系半導体発光
素子は、ワイヤボンディング用金属電極の下に電流が流
れて発光する部分がないため、検査工程時におけるプロ
ーブのワイヤボンディング用金属電極への接触、ワイヤ
ボンディング時のキャピラリによるワイヤボンディング
用金属電極への過度の力等があっても、下側の活性層に
ダメージを与えることがない。従って、発光強度の低下
やリーク電流の増大という問題を引き起こす活性層への
ダメージがない。
素子は、ワイヤボンディング用金属電極の下に電流が流
れて発光する部分がないため、検査工程時におけるプロ
ーブのワイヤボンディング用金属電極への接触、ワイヤ
ボンディング時のキャピラリによるワイヤボンディング
用金属電極への過度の力等があっても、下側の活性層に
ダメージを与えることがない。従って、発光強度の低下
やリーク電流の増大という問題を引き起こす活性層への
ダメージがない。
【００３６】
【００３７】一方、前記窒化ガリウム系半導体発光素子
において、ワイヤボンディング用金属電極のうちＮ型の
ワイヤボンディング用金属電極は略中央部に形成されて
いると、活性層が薄くても均一な電流が流れやすくなる
ので、発光強度の向上をもたらすことができる。
において、ワイヤボンディング用金属電極のうちＮ型の
ワイヤボンディング用金属電極は略中央部に形成されて
いると、活性層が薄くても均一な電流が流れやすくなる
ので、発光強度の向上をもたらすことができる。
【００３８】また、前記窒化ガリウム系半導体発光素子
において、ワイヤボンディング用金属電極のうちＰ型の
ワイヤボンディング用金属電極は、Ｎ型のワイヤボンデ
ィング用金属電極を取り囲むような補助電極と接続され
ていると、電流がより均一に流れるため、発光強度が向
上する。
において、ワイヤボンディング用金属電極のうちＰ型の
ワイヤボンディング用金属電極は、Ｎ型のワイヤボンデ
ィング用金属電極を取り囲むような補助電極と接続され
ていると、電流がより均一に流れるため、発光強度が向
上する。
【００３９】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る窒化ガリウム
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的Ｉ−Ｉ線端面
図である。
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的Ｉ−Ｉ線端面
図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る窒化ガリウム
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的II−II線端面
図である。
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的II−II線端面
図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る窒化ガリウム
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的III −III 線
端面図である。
系半導体発光素子の図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の概略的III −III 線
端面図である。
【図４】従来の窒化ガリウム系半導体発光素子の図面で
あって、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）の概略的VI−VI線端面図である。
あって、同図（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）の概略的VI−VI線端面図である。
１００ サファイア基板
２００ 低温ＡｌＮバッファ層
３００ ＳｉドープＧａＮ半導体層
４００ 活性層
５００ キャップ層
６００ ＭｇドープＧａＮ半導体層
７００ Ｚｎ膜
９１０ Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極
９２０ Ｐ型のワイヤボンディング用金属電極
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁基板上に形成されたＰＮ接合を有す
る窒化ガリウム系半導体発光素子において、ワイヤボン
ディング用金属電極の下方のＰＮ接合は、発光に寄与す
るＰＮ接合とは電気的に分離されていることを特徴とす
る窒化ガリウム系半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記窒化ガリウム系半導体発光素子にお
いて、ワイヤボンディング用金属電極のうちＮ型のワイ
ヤボンディング用金属電極は略中央部に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の窒化ガリウム系半導体
発光素子。 - 【請求項３】 前記窒化ガリウム系半導体発光素子にお
いて、ワイヤボンディング用金属電極のうちＰ型のワイ
ヤボンディング用金属電極は周縁部に形成されているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の窒化ガリウム系半
導体発光素子。 - 【請求項４】 前記Ｐ型のワイヤボンディング用金属電
極は、Ｎ型のワイヤボンディング用金属電極を取り囲む
ような補助電極と接続されていることを特徴とする請求
項３記載の窒化ガリウム系半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000118135A JP3505643B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 窒化ガリウム系半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000118135A JP3505643B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 窒化ガリウム系半導体発光素子 |
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|---|---|
| JP2001308380A JP2001308380A (ja) | 2001-11-02 |
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| JP2000118135A Expired - Fee Related JP3505643B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 窒化ガリウム系半導体発光素子 |
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| KR100721142B1 (ko) | 2006-03-14 | 2007-05-23 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 |
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| KR100833311B1 (ko) * | 2007-01-03 | 2008-05-28 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 |
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| JP5087097B2 (ja) | 2010-03-08 | 2012-11-28 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
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| WO2015063947A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 星和電機株式会社 | 半導体発光素子及び発光装置 |
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| JP2003179263A (ja) * | 2002-11-11 | 2003-06-27 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | 窒化ガリウム系半導体発光素子 |
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